0電気電子工学科SiSiC損失(熱)・EV(電気自動車)・電車、新幹線・送配電・USB充電器 etc.SiC半導体チップの設計 外部機関によるSiCチップ試作と測定インバータ装置(パワー半導体により直流→交流変換) Electrical and Electronic Engineering10050電力変換時の損失低減が重要!コンセント(交流100V)電力変換17電子デバイス工学講座教授 畠山 哲夫電子デバイス工学講座准教授 岡本 大リポートパワーエレクトロニクスとは、パワー半導体デバイス(*)を用いた回路によって、電力の直流と交流を自在に変換する技術のことです。パワー半導体デバイスは電車や EV のモーター制御などに使われており、「半導体不足」がニュースになったように、需要が高まっています。我が国が掲げる 2050 年カーボンニュートラルを実現するためには、インバータ(*)の高効率化により電力消費を抑えることが重要と考えられます。本研究室では、次世代パワー半導体の一つである SiC(*)パワーデバイスの性能向上に向けた研究を行っています。電車や EV などに用いられるインバータには、従来は Si パワーデバイスが用いられてきましたが、近年、SiC を用いた低損失パワーデバイスが実用化され、注目を集めています。しかし、現在市販されている SiC パワーデバイスの性能は、材料の物性値から期待される値に比べてはるかに低く、本来の性能を発揮しきれていません。その原因の一つは、SiC/ 酸化膜構造の界面に存在する欠陥の影響による電子移動度(*)の劣化です。本研究室では、ホール効果測定(*)やデバイスシミュレーションを用いることで、その原因の解明を目指します。また、新しいデバイス作製手法を提案し、外部機関と協力してデバイス試作実験を行うことにより、高性能 SiC パワーデバイスの実証を目指します。研究分野次世代パワー半導体、パワーエレクトロニクス、電子物性、半導体工学、酸化膜信頼性、デバイスシミュレーション、デバイスプロセス研究内容私達の研究のポイント直流→交流変換交流→直流変換直流→直流変換交流→交流変換太陽光発電(直流)新材料SiCにより損失を大幅減パワー半導体4つの働き身近な電力変換の例次世代パワー半導体による損失低減 SiCデバイス性能向上を目指した研究1975%省エネ社会を実現する次世代パワーデバイスの開発
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